反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性EI北大核心CSCD

基于Biot理论和Bloch理论,研究了反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性。求解液体饱和多孔介质中反平面波的波动方程;利用界面应力-位移连续条件得到了相邻单胞的传递矩阵,将传递矩阵和Bloch理论相结合计算了单胞的复能带结构;并且利用刚度矩阵法计算声子晶体的响应谱。分析了液体黏度系数、孔隙率和材料组分比对反平面波传播特性的影响。结果表明:随着黏度系数的增大,复能带的虚部先增大后减小,相应的传输先减弱后增强,复能带的实部在布里渊区边界处先变光滑后又变尖角。这些现象与黏性对快纵波的影响是一致的;随着孔隙率的增大,两种多孔介质的密度差变大,导致带隙变宽,带隙内的衰减增强;与快纵波不同的是高频通带对应的虚部仍然为零,这是由于反平面波和慢纵波之间不会发生相互作用;减小材料组分比发现第一条带隙变宽,带隙内的衰减增强,然而第二条带隙先变宽再变窄,带隙内的衰减先增强后减弱。估算的带隙中心频率值和数值结果基本一致。     

红外热成像技术研究聚酯纤维的冷拉现象EI北大核心CSCD

采用红外热成像技术研究了聚酯（PET）纤维的冷拉颈缩现象,选用一种特殊的18μm微焦镜头,形变过程中纤维的温度和直径变化能被同时检测到。红外热像图显示冷拉生热温度变化仅发生在纤维成颈区域,而且随着拉伸速率的提高,成颈区域温度升高可超过环境温度50℃～85℃。通过热力学的方法分析形变过程内能的变化,结果发现,内能随着拉伸不断减小,显示PET纤维在形变过程引发诱导结晶。     

特重车各轮相干桥面激励对斜拉桥随机振动的影响EI北大核心CSCD

为了研究特重车各轮相干桥面激励对斜拉桥振动响应的影响,根据特重车左右轮的相干函数关系和前后轮的时间滞后关系,推导并建立了特重车各轮相干桥面不平顺激励的功率谱矩阵。基于车桥耦合振动理论和虚拟激励法分析特重车各轮相干桥面激励对大跨度斜拉桥车致振动响应的影响,研究结果表明:特重车各轮相干桥面激励增大了斜拉桥振动响应的离散程度,桥梁振动响应随着各轮桥面激励相干强度的提高而增大。斜拉桥在特重车各轮相干桥面激励下的振动响应受不同相干函数模型的影响较小。特重车各轮相干非平稳桥面激励的斜拉桥振动响应离散程度大于各轮相干平稳桥面激励,桥梁振动响应标准差最大值随着车辆加速度的提高而增大。斜拉桥的车致振动响应对多轮多点相干桥面激励很敏感,其振动响应的离散程度随着特重车轴数的增加而增大。     

张衡一号空间电场探测仪设计北大核心CSCD

张衡一号空间电场探测仪为我国首发电磁监测试验卫星(CSES)主载荷。基于探测原理以及与轨道等离子体环境电势耦合模型,论述了张衡一号双探针式空间电场探测仪设计基本原则和依据;针对不同的轨道等离子体环境条件和鞘层厚度,阐述了相应的球形探针收集电流、相对耦合电势及鞘层阻抗的数学表达,分析了该探测仪电场探测精度的影响因素以及主动偏置电流效应,研究表明,对于CSES飞行轨道环境条件,采用施加负向偏置电流,可使得探针鞘层阻抗小于1×105Ω,从而提高空间电场探测精度;研究了张衡一号空间电场探测仪探针间耦合电势差测量等效电路模型和球形探针最小几何半径设计约束条件,结果表明,对于CSES飞行轨道通常等离子体环境条件,当球形探针几何半径r3×10-2m时,可实现两球形探针电势差测量偏差系数α!10-6的设计要求。在以上基础上,叙述了张衡一号空间电场探测仪球形探针结构与电子学设计,并简述了探测系统主要组成、工作模式和频段等。     

图变换及其在图的最小无符号拉普拉斯特征值的应用北大核心CSCD

假定G是一个带有点集V(G)={v_(1),v_(2),···,v_(n)}的连通简单图,图G的邻接矩阵A(G)=(a_(ij))_(n×n),其中点vi与点vj相邻,则a_(ij)=1;否则a_(ij)=0。我们定义度矩阵D(G)=diag(dG(v_(1)),dG(v_(2)),···,dG(v_(n))),其中dG(v_(i))是图G中点v_(i)(1≤i≤n)的度数。定义图G的无符号拉普拉斯矩阵Q(G)=D(G)+A(G),因为Q(G)是一个半正定矩阵,所以可将其特征值设为λ_(1)(G)≥λ_(2)(G)≥···≥λ_(n)(G)≥0,其中特征值λn(G)也称为图G的最小无符号拉普拉斯特征值。对补图的最小无符号拉普拉斯特征值问题进行了研究,报告了相关问题的研究现状,给出了两种图变换,并且应用他们去确定所有双圈图的补图中最小无符号拉普拉斯特征值取最小的唯一图。     

烧蚀角度对C/C复合材料烧蚀行为的影响EI北大核心CSCD

烧蚀角度对C/C复合材料的耐烧蚀性能有显著的影响,采用自主研发的氧-煤油烧蚀实验系统对轴棒法编织的三维四向C/C复合材料进行烧蚀/侵蚀实验,实验的典型角度分别为90°,60°,45°,侵蚀时的粒子浓度为1.37%。测算试样的宏观烧蚀率,并采用扫描电镜(SEM)观察了试样烧蚀后的微观形貌。分析了角度对C/C复合材料烧蚀行为的影响规律,并探讨其烧蚀机理。结果表明:不加粒子进行烧蚀实验时,烧蚀角度90°,60°,45°对应的试样质量烧蚀率分别为0.146,0.123,0.100g/s,随烧蚀角度的减小,质量烧蚀率加速降低;加粒子进行侵蚀实验时,烧蚀角度90°,60°,45°对应的试样质量烧蚀率分别为0.452,0.455,0.432g/s,线烧蚀率分别为1.863,1.323,0.843mm/s,随烧蚀角度的减小,质量烧蚀率基本不变,线烧蚀率逐渐降低。烧蚀角度越小,射流的冲刷作用越强,伴随热化学烧蚀的作用,导致烧蚀/侵蚀实验条件下,径向纤维的烧蚀梯度均增加;烧蚀实验条件下,轴向纤维束外沿的受冲刷区域变大。     

徽州建筑符号对现代空间的诠释

文章简要介绍了徽州建筑符号种类,详细阐述了徽州建筑符号对现代空间的诠释并提出在现代空间设计中运用这些符号的原则,在遵循这个原则的基础上,合理的运用徽州建筑符号并能使徽文化得到继承与发展。     

基于空间特性的台风风灾害评估EI北大核心CSCD

针对仅考虑强度相关单因素的风灾害评估方法不能准确表征台风风灾害程度问题,该文依据三种不同沿海基础设施抗风等级对应的风灾害指标因子公式,通过开展基于面积积分风灾害评估方法研究台风空间特性对灾害评估的重要性。网格分辨率影响风灾害评估指标因子,分辨率越高,该指标因子越高;海表温度也是风灾害评估指标因子的影响因素,海表温度越高,该指标因子越高;且分辨率约为200 m甚至500 m时可准确表征台风风灾害。研究表明:基于面积积分风灾害评估方法相较传统单因素评估方法能够更准确表征台风风灾害程度;但外围小风速对风灾害评估影响较大,SST-27、SST-28和SST-29风灾害程度最高约为65%,SST-26最高约为90%。因此,针对风速小但尺寸大和风速大但尺寸小台风风灾害评估问题,引用切入风速概念后,小风速对风灾害评估影响显著降低,SST-27、SST-28和SST-29风灾害程度最高约为13%,SST-26最高约为3%,解决了小风速区间占比过大但对结构损伤无作用问题。     

球坐标下空间距离的不确定度分析北大核心CSCD

分析了空间中两点距离在正交坐标系和球坐标系下的计算方法,推导出球坐标系下空间距离不确定度的公式,给出一种最小不确定度的特例,便于球坐标系使用者快速评价测量结果和优化测量布局。     

竖向地震动场的空间相干函数模型

根据台湾SMART 1台阵采集的六次重大地震的加速度数据记录,利用数字信号处理技术,对竖向地震动场的空间相干函数进行分析.按照各测点对在波传播方向上的投影距离进行分组,研究了竖向地震动场空间相干函数与它们的空间距离(投影距离)、频率的关系,发现它们随两点的距离增大而减小,且与这两点在地震波的传播方向上的投影距离有较大的关系,不具有“各向同性”的性质;它们均随频率的增大而减小.在总结前人研究成果的基础上,采用Hao提出的相干函数模型来描述竖向地震动场空间相干函数.根据实测地震数据,分别对相干函数理论表达式中的一些参数进行了拟合.结果表明,该模型具有较强的合理性和实用性.     

地震动空间相关性对地下连续管线的影响

地下管线地震反应通常用波动理论求解,输入的地震动在空间上是完全相关的。台阵记录分析结果已证实,地震时地面上各点的地震动是部分相关的。地震地面运动的这种性质对地下连续管线的影响还不十分清楚。利用随机振动理论中的虚拟激励法计算了均匀介质中地下连续管线纵向和横向地震响应,给出了局部效应、相干效应对地下连续管线的影响。分析结果表明,忽略地面运动的部分相关性会给出不安全的结果,不同的部分相干模型对地下连续管线的影响不同。因此,实际计算时应考虑地震动的部分相关性,慎重选取部分相干模型。     

基于多维阵列和空间滤波器的损伤无波速成像定位方法

随着复合材料在航空结构中的广泛应用,基于压电传感器（PZTs）阵列和Lamb波的结构健康监测成像方法已经成为复合材料结构健康监测技术的研究热点,但是复合材料的各向异性特点导致依赖于信号传播速度的延迟-累加、相控阵等成像方法难以实现其损伤的准确监测。鉴于此,研究了一种与信号传播速度无关的空间滤波器损伤成像定位方法,该方法利用Lamb波在结构中传播时的空间-波数域特征,通过设置空间权重函数使压电传感器阵列形成波数带宽为[k_min,k_max]的空间-波数域滤波器对特定空间方位的Lamb波进行滤波,得到损伤的角度图像; 然后,利用多维线性压电传感器阵列各自针对损伤得到的角度图像进行融合,得到损伤的坐标图像,从而实现了在不依赖传播速度的情况下对损伤的成像定位。在碳纤维层合板上对该方法进行了实验验证。实验结果表明：基于多维线性压电传感器阵列和空间-波数域滤波算法的无波速成像定位方法可以对复合材料结构损伤进行不依赖信号传播速度的成像定位,定位误差在1 cm以内。     

一种用于水声运动目标成像的空间散射模型

水声成像过程中为了分析所接收的运动目标回波、理解接收信号的形成机理,提出了一种用于该情况的空间散射模型,并利用此模型仿真了"T"型阵成像声呐接收的回波信号。对信号的分析说明了空间散射模型的正确性。以空间散射模型为基础,利用傅里叶变换波束形成算法对不同条件下的球体目标进行了水声成像,并分析了成像性能。性能分析说明了水声目标大小、距离等因素对成像的影响情况,还特别强调了在运动情况下目标的成像情况。以上工作完成了对"T"型阵水声成像过程的模拟,为成像过程回波信号研究和成像声呐研制提供了理论基础和仿真手段。     

A comparison of two methods for calculating solid angle coefficients in a BIEM numerical wave tank

By taking the simulation of nonlinear numerical wave tank using the boundary integral equation method (BIEM) as an example, direct and indirect methods are used to compute solid angle coefficients (also named as free-term coefficients). The computing precision and cost are compared between these two methods. The comparisons show that the same good numerical results can be obtained for both direct and indirect methods, and the computing cost of the indirect method is greater than that of the direct method, especially for larger calculation domain.     

Improved properties of Ti-6Al-4V by combining isothermal equal-channel angular processing and hot-extrusion

The aim of this work was to study effects of hot extrusion on the microstructure of Ti-6Al-4V (wt-%) alloy processed by ECAP. Firstly, an isothermally Ti–6Al–4V alloy processed by Equal channel angular pressing(ECAP) was preheated at 950°C for 6?min and then hot extruded at 900°C. The hot extrusion minimised the grain size and maximised the mechanical strength. Therefore, it was demonstrated that hot extrusion of Ti-6Al-4V alloys that processed by ECAP could be performed without compromising any mechanical properties. Therefore, it is possible to use the ability to apply a reduced cross-section in hot extrusion for an Ti-6Al-4V processed by ECAP without concern about the reduction of properties.     

Plane wave propagation and domain of influence in fractional order thermoelastic materials with three-phase-lag heat transfer

The domain of influence theorem for the fractional order theory of anisotropic thermoelastic materials with three-phase-lag heat transfer is proposed. The fractional order theory of thermoelasticity with three-phase-lag heat transfer has been used to investigate the problem. The plane wave propagation in anisotropic thermoelastic medium having a fractional order derivative in the context of three-phase-lag model of thermoelasticity is studied. The governing equations for a transversely isotropic three-phase-lag model are reduced as a special case. Some wave characteristics are computed numerically and presented graphically.     

基于改进空间滤波器的复合材料结构损伤成像方法

为降低Lamb波在复合材料结构中传播时存在的频散现象和各方向传播特性的不一致性给损伤监测带来的困难, 提出一种利用Hilbert变换改进的空间滤波器对复合材料结构损伤进行成像的方法。分析了基于空间滤波器的信号合成成像原理, 在此基础上利用Hilbert变换构造传感器时域响应信号的解析信号参与到信号合成成像过程中。通过对仿真声源的成像实验, 验证了该方法的可行性, 通过对碳纤维复合材料板结构上激励源和损伤的成像实验, 验证了该方法的功能。研究表明该方法能够识别损伤相对于压电传感器阵列的角度位置和损伤散射信号的到达时刻。      

应用于弹丸跟踪测量的红外器件工作波段选择

目的：探讨利用红外焦平面热像仪对常规快速弹丸目标进行跟踪与测量，以提高对弹丸目标的跟踪测量能力。方法：对靶场试验中常用弹丸目标的光谱辐射特性，背景辐射特性以及大气透过率进行了综合理论分析，并在理论分析的基础上结合试验结果进行分析，结果：对工作波段3um-5um,8um-12um的红外焦平面热像仪以及可见光电视的探测能力进行了比较。结论：响应工作波段为3um-5um的红外热像仪最适于作常规弹丸目标的跟踪测量设备。     

基于时间反转加权分布的复合材料Lamb波损伤成像

超声Lamb波是检测板状结构损伤的常用方法,然而碳纤维增强聚合物基复合材料（Carbon Fiber ReinforcedPlastics,CFRP）本身的各向异性会对Lamb波的损伤成像和定位造成很大的影响。且大多数检测方法均采用健康结构的检测信号作为参考信号,用差信号的方法来实现损伤成像,该过程容易受到待测结构和实验环境变化等外界因素的影响。针对该问题,采用时间反转和加权分布成像相结合的方法,将其应用在复合材料板状结构的Lamb波损伤检测和成像中。仿真结果表明,该方法能够有效地实现板中单源脱层损伤和多源脱层损伤的二维成像与定位,且具有较高的精度和准确性。     

Theoretical simulations of a propagating crack subjected to in-plane stress wave loading by caustic method

The optical method of caustics for measuring the dynamic stress intensity factor in a transient process is investigated in this study. The transient full-field solutions of a propagating crack contained in an infinite medium subjected to step-stress wave and ramp-stress wave loadings are used to establish the exact equations of the initial and caustic curves. The results of the stress intensity factor obtained from the caustic method are compared with theoretical predictions and some experiments. The results demonstrate that a significant deviation can occur in the determination of the dynamic stress intensity factor from shadow spot measurements. The factors, such as screen distance, magnitude of loading, crack speed and rising time which can influence the accuracy of the experimental measurements are discussed in detail. In addition, the valid region of the dynamic stress singular field for the propagating crack is discussed in detail and it gives a better understanding of the appropriate region of measurements for investigators. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.